Új felfedezés: Miközben a Föld felszíne kiszárad a mélységben óceánokat rejt

A Föld vízkészleteiről alkotott elképzeléseinket megkérdőjelező, megdöbbentő felfedezés született. A Föld felszíne alatt, a földköpeny hatalmas mennyiségű vizet tárol. Ez alapjaiban változtatja meg azt a képet, amit eddig a Föld vízkészleteiről alkottunk. A gyűrűswoodit (ringwoodit) nevű ásvány azonosítása tette lehetővé annak bizonyítását, hogy a Föld a mély rétegeiben nagy mennyiségű vízet rejteget. A felfedezés eddig ismeretlen szerepet játszhat a bolygó geológiai és hidrogeológiai folyamataiban. A kutatás, amelyet Steve Jacobsen geofizikus (Northwestern University) és Brandon Schmandt szeizmológus (University of New Mexico) végzett, arra utal, hogy a földköpenyben több víz rejtőzhet, mint a világ összes óceánjában együttvéve.

A földköpeny titkainak feltárása

A földköpeny, a bolygó kérge és magja között elhelyezkedő kőzetréteg, régóta tudományos kíváncsiság tárgya. A felszín alatt mintegy 250-410 mérföldes mélységben elhelyezkedő köpeny olyan terület, ahol szélsőséges nyomás és hőmérséklet uralkodik. A tudósok évtizedek óta találgatják, hogy ebben a nehezen megfogható átmeneti zónában létezhet-e víz. Közvetlen bizonyíték azonban eddig hiányzott.

Jacobsen és Schmandt kutatásai jelentik az első regionális szintű víz azonosítását a köpenyben, konkrétan az Egyesült Államok alatt. Ez a felfedezés, amelyet a Science című tekintélyes folyóiratban tettek közzé, jelentős hatással van a Föld kialakulásának, összetételének és a víz eloszlásának megértésére.

A gyűrűswoodit szerepe

A felfedezés középpontjában a gyűrűswoodit áll, egy nagynyomású ásvány, amely a köpenyben uralkodó intenzív körülmények között alakul ki. A Föld felszínén lévő vízzel ellentétben, amely folyékony, jég vagy gőz formájában létezik, a köpenyben lévő víz az ásványok molekuláris szerkezetében rekedt. A több száz mérföldnyi szilárd kőzet által kifejtett hatalmas nyomás, valamint a 2000 Fahrenheit-fokot meghaladó hőmérséklet a vízmolekulák szétesését okozza, hidroxilgyököket (OH) képezve, amelyek beépülnek az olyan ásványok kristályszerkezetébe, mint a gyűrűswoodit.

A ringwoodit (gyűrűswoodit) alapján úgy tudták megállapítani, hogy víz van a földköpenyben, hogy ennek az ásványnak a szerkezete lehetővé teszi vízmolekulák tárolását magas nyomáson. A Föld köpenyének azon rétege, ahol a ringwoodit található, rendkívül nagy nyomás alatt áll, és a ringwoodit képes kristályrácsába építeni a vízmolekulákat.

A felfedezés egyik legfontosabb pillanata az volt, amikor a kutatók egy gyémántban találtak ringwoodit zárványt, amely mélyen a Föld belsejében, nagy nyomáson alakult ki. Az elemzések kimutatták, hogy ez a ringwoodit-zárvány jelentős mennyiségű vizet tartalmazott. Ebből következtettek arra, hogy a Föld köpenyében, nagy mennyiségű víz rejtőzhet, ami nem a szabad víz formájában van jelen, hanem kötött állapotban, az ásványok szerkezetében.

A víz tárolásának ez az egyedülálló formája megkérdőjelezi a hidrológiai körforgásról alkotott hagyományos elképzeléseinket. Egy egész Földet átfogó vízkörforgás létezésére utal. Ahogy Jacobsen elmagyarázza, a Föld felszínén zajló geológiai folyamatok, mint például a földrengések vagy a kitörő vulkánok, a Föld belsejében, a szemünk elől elzárva zajló folyamatok kifejeződései.

“Azt hiszem, végre bizonyítékot látunk az egész Földet átfogó vízciklusra, ami segíthet megmagyarázni a lakható bolygónk felszínén található hatalmas mennyiségű folyékony víz mennyiségét.”

Mit lehet a felfedezésből profitálni?

A víz jelenléte a köpenyben mélyreható lehetőségeket kínál a Föld geológiájának és dinamikus folyamatainak megértésére. Az egyik jelentős szempont a kőzetolvadás lehetősége a korábban gondoltnál sokkal nagyobb mélységben. Schmandt szerint:

“A kőzet olvadása ebben a mélységben figyelemre azért méltó, mivel a legtöbb olvadás a köpenyben sokkal sekélyebb, a felső 50 mérföldes mélységben történik. Ha jelentős mennyiségű H2O van az átmeneti zónában, akkor némi olvadásnak kellene történnie azokon a területeken, ahol áramlás van az alsó köpenybe, és ez összhangban van azzal, amit találtunk.”

A mély köpenyvízzel kapcsolatos új ismeretek a vulkáni tevékenységet mozgató mechanizmusokba is betekintést nyújthatnak. A felszíni és a mély földi folyamatok közötti kölcsönhatás segíthet megmagyarázni a földrengések eloszlását és a magma viselkedését a földkéregben.

A köpenyben található víz felfedezése új utakat nyit számos egyéb tudományos feltárás és kutatás előtt. Bár a kezdeti felfedezések az Egyesült Államok alatt található, adott régióra korlátozódnak, izgalmas kilátás, hogy hasonló víztározók a világ más részein is létezhetnek. A további vizsgálatok és technológiai fejlesztések döntő fontosságúak lesznek a mély köpenyvíz globális elterjedésének feltérképezésében és megértésében.

A gyűrűswoodit azonosítása és a köpenyben lévő víz tárolásában betöltött szerepe jelentős előrelépést a világunkat formáló erők összetett kölcsönhatásának megértésében.